L'actualité PCB - Comparaison et analyse de l'application de PCB en céramique dans les LED de puissance

Carte PCB en céramique appliquée à l'analyse comparative des LED de puissance la carte PCB encapsulée de LED de puissance sert de support pour la convection de la chaleur et de l'air, sa conductivité thermique joue un rôle décisif dans la dissipation de chaleur des LED. Le PCB en céramique DPC, en raison de ses excellentes performances et de son prix progressivement réduit, montre une forte compétitivité dans de nombreux matériaux d'emballage électronique et est la tendance de développement de l'emballage LED de puissance du futur. Avec le développement de la science et de la technologie et l'émergence de nouveaux procédés de préparation, les matériaux céramiques à haute conductivité thermique en tant que nouveau type de matériau PCB à encapsulation électronique ont des perspectives d'application très larges. Avec l'augmentation continue de la puissance d'entrée de la puce LED, la chaleur élevée générée par la dissipation de puissance élevée impose des exigences plus élevées en matière de mise à jour des matériaux d'emballage LED. Dans le canal de dissipation de chaleur LED, le PCB encapsulé est le lien clé pour connecter les canaux de dissipation de chaleur internes et externes, il a la fonction de canal de dissipation de chaleur, de connexion de circuit et de support physique de la puce. Pour les produits LED haute puissance, le PCB encapsulé nécessite une isolation électrique élevée, une conductivité thermique élevée et un coefficient de dilatation thermique adaptés à la puce.

PCB encapsulés en résine: les coûts de support élevés restent difficiles à promouvoir

EMC et SMC ont des exigences élevées pour l'équipement de moulage par compression, le prix d'une ligne de production de moulage par compression est d'environ 10 millions de yuans, il est encore difficile de promouvoir à grande échelle. Les supports SMD LED apparus ces dernières années utilisent généralement des matériaux plastiques techniques modifiés à haute température, utilisent la résine PPA (polyphtalamide) comme matière première et ajoutent des charges modifiées pour améliorer certaines propriétés physico - chimiques des matières premières PPA. Cela rend le matériau PPA plus approprié pour le moulage par injection et l'utilisation de supports LED SMD. Le plastique PPA a une faible conductivité thermique et sa dissipation de chaleur se fait principalement par le biais de cadres de plomb métalliques, avec une capacité de dissipation de chaleur limitée et convient uniquement aux boîtiers LED à faible consommation.

Carte de circuit imprimé à noyau métallique: le processus de fabrication est complexe, moins d'applications pratiques le processus d'usinage et de fabrication des PCB à base d'aluminium est complexe et coûteux, et le coefficient de dilatation thermique de l'aluminium diffère considérablement du matériau de la puce, de sorte qu'il est rarement utilisé dans des applications pratiques. La plupart des packages LED haute puissance utilisent ce type de PCB et le prix varie entre le prix moyen et le prix élevé. La conductivité thermique de la couche isolante du PCB de dissipation de chaleur LED haute puissance général produit actuellement est extrêmement faible, la présence de la couche isolante le rend incapable de résister au soudage à haute température, limite l'optimisation de la structure d'emballage et ne favorise pas la dissipation de chaleur des LED.

PCB d'encapsulation à base de silicium: face au défi, le bon taux est inférieur à 60% les PCB à base de silicium sont confrontés au défi dans la préparation de la couche isolante, de la couche métallique et des pores excessifs, et le bon taux n'est pas supérieur à 60%. Les matériaux à base de silicium sont utilisés comme technologie de carte PCB encapsulée par LED et ont trouvé des applications dans l'industrie des LED dans l'industrie des semi - conducteurs. La conductivité thermique et les propriétés de dilatation thermique des PCB à base de silicium suggèrent que le silicium est un meilleur matériau d'encapsulation pour les LED. La conductivité thermique du silicium est de 140 W / M.K. Lorsqu'il est appliqué à un boîtier LED, la résistance thermique résultante n'est que de 0,66 K / W; Les matériaux à base de silicium ont été largement utilisés dans les processus de fabrication de semi - conducteurs et les domaines d'encapsulation connexes, et les équipements et matériaux connexes impliqués sont assez matures. Ainsi, si le silicium est fabriqué en PCB encapsulé par LED, la production de masse est facile. Cependant, l'encapsulation LED Silicon PCB pose encore de nombreux problèmes techniques. Par exemple, en termes de matériaux, le silicium se casse facilement et la résistance du mécanisme est également problématique. En termes de structure, bien que le silicium soit un excellent conducteur de chaleur, il est moins isolant et doit être oxydé et isolé. En outre, la couche métallique doit être préparée par une combinaison de pulvérisation et de placage, et les trous conducteurs doivent être formés par corrosion. En général, la préparation de la couche isolante, de la couche métallique et de la porosité est difficile et le rendement n'est pas élevé.

PCB encapsulé en céramique: améliorer l'efficacité de la dissipation thermique, répondre aux besoins des LED haute puissance le substrat en céramique avec une conductivité thermique élevée améliore considérablement l'efficacité de la dissipation thermique, est le produit le plus adapté aux besoins de développement de LED haute puissance et petite taille. Le PCB en céramique utilise un nouveau matériau conducteur de la chaleur et une nouvelle structure interne qui corrige les défauts du PCB en métal d'aluminium, améliorant ainsi l'effet global de dissipation thermique du PCB. Parmi les matériaux céramiques actuellement utilisés pour les PCB dissipatifs de chaleur, le BeO a une conductivité thermique élevée, mais son coefficient de dilatation linéaire est très différent de celui du silicium et est toxique lors de sa fabrication, limitant ainsi ses propres applications; BN a une bonne performance globale, mais il est utilisé comme PCB. Le matériau n'a pas d'avantages importants et est coûteux. Actuellement seulement dans la recherche et la vulgarisation; Le carbure de silicium a une résistance élevée et une conductivité thermique élevée, mais sa résistance électrique et sa résistance à la tension d'isolation sont faibles et la liaison après métallisation est instable, ce qui entraînera des changements dans la conductivité thermique et la constante diélectrique et ne convient pas comme matériau PCB d'emballage isolant. Bien que le substrat en céramique AL 2 O 3 soit actuellement le substrat en céramique le plus largement produit et le plus largement utilisé, son coefficient de dilatation thermique est supérieur à celui d'un monocristal de si, ce qui rend le substrat en céramique AL 2 O 3 impropre à une utilisation dans des circuits intégrés à haute fréquence, à haute puissance et à très grande échelle. Le cristal.A1n a une conductivité thermique élevée et est considéré comme un matériau idéal pour les circuits imprimés et les boîtiers semi - conducteurs de nouvelle génération.

Depuis les années 1990, les PCB en céramique ALN ont été largement étudiés et progressivement développés. Il est actuellement largement considéré comme un matériau d'emballage en céramique électronique prometteur. Les PCB en céramique AlN dissipent la chaleur 7 fois plus efficacement que l'Al2O3. L'efficacité de dissipation de chaleur de l'application de PCB en céramique AlN aux LED haute puissance est significative, améliorant considérablement la durée de vie des LED. La plaque en céramique à revêtement direct de cuivre (DBC), développée sur la base de la technologie d'emballage embarquée, est également un PCB en céramique avec une excellente conductivité thermique. DBC n'utilise pas d'adhésif dans sa préparation, il a donc une bonne conductivité thermique, une résistance élevée, une forte isolation et un coefficient de dilatation thermique adapté aux matériaux semi - conducteurs tels que le si. Cependant, les PCB en céramique ont une faible réactivité avec les matériaux métalliques, une mauvaise mouillabilité et une métallisation difficile à réaliser. Difficulté à résoudre le problème de microporosité entre Al2O3 et la plaque de cuivre, ce qui rend la production à grande échelle et le rendement de ce produit plus difficiles, Il reste actuellement au Centre des recherches des chercheurs nationaux et étrangers. À l'heure actuelle, seule une poignée d'entreprises dirigées par Stone Group ont la capacité de produire à grande échelle en Chine. Le PCB en céramique DPC est également connu sous le nom de plaque en céramique plaquée cuivre direct. Les produits DPC sont caractérisés par une haute précision du circuit et une planéité de surface élevée. Ils sont parfaits pour la technologie LED Flip Chip / eutectique. Avec un substrat en céramique à haute conductivité thermique, l'efficacité de la dissipation thermique est considérablement améliorée. C'est un produit inter - âge qui convient le mieux aux besoins de développement des LED de grande puissance et de petite taille.